基于半橋諧振式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　學(xué) 生 畢 業(yè) 論 文</p><p>　　2012年04月19日</p><p>　課題名稱基于半橋諧振式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)</p><p>　姓 名</p><p>　學(xué) 號(hào)</p><p>　院 系通信與電子工程學(xué)院</p><p>　專 業(yè)電子

2、信息工程</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞1</b></p><p>　　Abstract.2</p><p

3、>　　Key word2</p><p><b>　　引言3</b></p><p>　　1. 總體設(shè)計(jì)方案及要求3</p><p>　　2. 主要電路模塊設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 保護(hù)電路4</p><p>　　2.1.1 浪涌電流保護(hù)……………………………..…………

4、………………………..4</p><p>　　2.1.2 陽(yáng)極電壓保護(hù)………….……………………………………………………..5</p><p>　　2.1.3 尖峰吸收保護(hù)電路……………………………………………………………5</p><p>　　2.2 無(wú)線頻率干擾(RFl)濾波器...........................................

5、...........................5</p><p>　　2.3整流濾波電路設(shè)計(jì)....................................................................................6</p><p>　　2.3.1初級(jí)橋式整流濾波電路………………………………………………………6</p>&

6、lt;p>　　2.3.2次級(jí)整流電路………………………………………………………………….7</p><p>　　2.4 PFC功率校正電路設(shè)計(jì)........ ...................................................................7</p><p>　　2.4.1 L6562引腳功能介紹…………… ……………………………

7、………………8</p><p>　　2.4.2 L6562應(yīng)用電路..………… ………………………………………… ………8</p><p>　　2.5 DC/AC逆變器拓?fù)?..................................................................................8</p><p>　　2.5

8、.1 R7731引腳功能介紹………… …………………..………………………….9</p><p>　　2.5.2 R7731應(yīng)用電路………………………………………………………………9</p><p>　　2.5.3 L6599引腳功能介紹……… …………………………………………… …..9</p><p>　　2.2.4 L6599應(yīng)用電路…………………………………

9、……………………..……13</p><p>　　2.6 次級(jí)三端穩(wěn)壓電路.................................................................................14</p><p>　　2.7 反饋組電路設(shè)計(jì)......................................................

10、...............................15</p><p>　　3.參考文獻(xiàn)……………………….……………………………………… …....16</p><p>　　4.附錄1（整體電路圖）………………………………………………… ..…...18</p><p>　　5附錄2（實(shí)物圖）………………………………………..…………………………….2

11、0</p><p>　　基于半橋諧振式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：利用率開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管工作在高速的通與斷兩種狀態(tài)，所以稱為開(kāi)關(guān)電源，其原理是用整流電路先把交流變成直流，再用開(kāi)關(guān)管把直流電變成高頻的直流電，這個(gè)高頻直流在通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器時(shí)，在次級(jí)感應(yīng)出交流電流，再通過(guò)整流濾波后，變成平穩(wěn)的直流電，同時(shí)有控制電路根據(jù)輸出電壓調(diào)整開(kāi)關(guān)管的通與斷的比例（占空比）。由于開(kāi)關(guān)變壓器的頻

12、率很高，同樣的功率，體積可以做的很小，所以整個(gè)電源可以做到體積小重量輕。本次設(shè)計(jì)是基于半橋諧振式開(kāi)關(guān)電源，利用PWM邏輯控制器LD7535以及高壓諧振控制器L6599組成DC/AC逆變器拓?fù)?，集反激式開(kāi)關(guān)電源技術(shù)和半橋諧振式開(kāi)關(guān)電源技術(shù)與一體，具有多路輸入特點(diǎn)，并且采用L6562PFC電路，對(duì)電源功率校正，使得電源效率大大提高到85%左右。這款電源是針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外平板電視而設(shè)計(jì)，在末端添加了邏輯時(shí)序電路，用以實(shí)現(xiàn)平板電視待機(jī)控制。本次設(shè)

13、計(jì)采用高壓諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生脈沖使得電壓的輸出可以通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器的占空比來(lái)獲得不同的電壓，并且可以通過(guò)提高振蕩器的頻率使得輸出電壓穩(wěn)定，提高了開(kāi)關(guān)的頻率就提高了電源效率,本設(shè)計(jì)的交流輸入電壓范圍是120V～265V，該電源能同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入欠壓保</p><p>　　關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源；半橋諧振；反激；LD7535；L6599;L6562；功率校正；脈寬調(diào)制</p><p>　　Half bri

14、dge resonant switching power supply Design</p><p>　　Abstract: Utilization of switch power supply switch tube in high speed of the work with broken two kinds of state, so called switch power, its principle is

15、 to use the first rectifier circuit exchange into dc, again with a switch tube into the direct current high frequency of dc, the high frequency dc in through the switch transformer, in sub sense if ac current, again thro

16、ugh the rectifier filter, into a stable of dc, and according to the output voltage control circuit switch tube and the propor</p><p>　　Key word: Switch power source; Half bridge resonance; Flyback; LD7535; L

17、6599; L6562; Power correction; Pulse width modulation;</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開(kāi)關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國(guó)外各大開(kāi)關(guān)電源制造商都致力于同步 開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的

18、損耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲 得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開(kāi)關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器件，以確保開(kāi)關(guān)電源的輕、小、薄。開(kāi)關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)已成為開(kāi)關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開(kāi)關(guān)電源工作效率。 對(duì)于高可靠性指標(biāo)，美國(guó)的開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商通過(guò)降低運(yùn)行電流，

19、降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的的可靠性大大提高。 </p><p>　　模塊化是開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成N+1冗 余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開(kāi)關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上 即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問(wèn)題，故仍需在這一領(lǐng)域開(kāi)展大

20、量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。 </p><p>　　電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國(guó)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。</p><p><b>　　1 總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　如圖1-1-1所示，電源整

21、體電路系統(tǒng)由輸入浪涌電流及陽(yáng)間電壓保護(hù)電路、無(wú)線頻率干擾(RFl)濾波器、整體橋式整流濾波電路設(shè)計(jì)、PFC功率校正電路設(shè)計(jì)、DC/AC逆變器拓?fù)?、次?jí)三端穩(wěn)壓電路、次級(jí)整流濾波電路、反饋組電路設(shè)計(jì)、邏輯時(shí)序電路九個(gè)部分組成。這次設(shè)計(jì)的電源應(yīng)用在平板電視上，設(shè)計(jì)指標(biāo)都嚴(yán)格按目前平板電視的要求來(lái)制定的。輸入電流在100V-264V之間，AC輸入電源頻率范圍在47HZ-63HZ，最大連續(xù)輸入電流小于3 A，電源效率大于80%，待機(jī)功率小于1W

22、。由于本次設(shè)計(jì)要求多路輸出，所以綜合采用了反激和半橋兩種拓?fù)洹?lt;/p><p>　　圖1-1-1電源原理方框圖</p><p>　　2 主要電路模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　電源整體電路系統(tǒng)由輸入浪涌電流及陽(yáng)間電壓保護(hù)電路、無(wú)線頻率干擾(RFl)濾波器、整體橋式整流濾波電路設(shè)計(jì)、PFC功率校正電路設(shè)計(jì)、DC/AC逆變器拓?fù)?、次?jí)三端穩(wěn)壓電路、次級(jí)整流濾波電路、反饋組

23、電路設(shè)計(jì)、邏輯時(shí)序電路九個(gè)部分組成。</p><p><b>　　2.1 保護(hù)電路</b></p><p>　　2.1.1浪涌電流保護(hù)</p><p>　　隔離式開(kāi)關(guān)電源在加電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極高的浪涌電流，必須在電源的輸入端采取一些限流措施，才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍之內(nèi)。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的，在開(kāi)關(guān)管開(kāi)始導(dǎo)通的瞬間，電容對(duì)

24、交流呈現(xiàn)出很低的阻抗，如果不采取任何保護(hù)措施，浪涌電流可接近幾百安培。另外還要安裝保險(xiǎn)絲。</p><p>　　通常廣泛采用的措施有兩種，一種方法是利用電阻一雙向可控硅并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；另一種方法是采用負(fù)溫度系數(shù)(NTc)的熱敏電阻。用以增加對(duì)交流線路的阻抗，把浪捅電流減小到安全值。在本次設(shè)計(jì)中我們是采用福溫?zé)崦綦娮琛?lt;/p><p>　　熱敏電阻技術(shù)：這種方法是把NTc(負(fù)溫度系數(shù))的熱敏電阻串

25、聯(lián)在交流輸入端或者串聯(lián)在經(jīng)過(guò)橋式整流后的直流線上。</p><p>　　圖2-1-1是熱敏電阻的溫度系數(shù)</p><p>　　如圖2-1-1所示，a是熱敏電阻的溫度系數(shù)，用每度百分比(％／c)表示。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源接通時(shí)，熱敏電阻的阻值基本上是電阻的標(biāo)稱值。這樣，由于阻值較大，它就限制了浪涌電流。當(dāng)電容開(kāi)始充電時(shí)，充電電流流過(guò)熱敏電阻，開(kāi)始對(duì)其加熱。由于熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，隨著電阻的加熱，其

26、電阻值開(kāi)始下降，如果熱敏電阻選擇得合適，在負(fù)載電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其阻值應(yīng)該是最小。這樣，就不會(huì)影響整個(gè)開(kāi)關(guān)電源的效率。</p><p>　　2.1.2 輸入陽(yáng)級(jí)電壓保護(hù)</p><p>　　在一般情況下，交流電網(wǎng)上的電壓為115v或230v左右，但有時(shí)也會(huì)有高壓的尖峰出現(xiàn)。比如電網(wǎng)附近有電感性開(kāi)關(guān)，暴風(fēng)雨天氣時(shí)的雷電現(xiàn)象，都是產(chǎn)生高尖峰的因素。受?chē)?yán)重的雷電影響，電網(wǎng)上的高壓尖峰可達(dá)5kv

27、。</p><p>　　另一方面，電感性開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電壓尖峰的能量滿足下面的公式：</p><p><b>　　W=L·I2</b></p><p>　　公式中．L是電感器的漏感，I是通過(guò)線圈的電流。</p><p>　　由此可見(jiàn)，雖然電壓尖峰持續(xù)的時(shí)間很短，但是它確有足夠的能量使開(kāi)關(guān)電源的輸入濾波器、開(kāi)關(guān)晶體管

28、等造成致命的損壞。所以必須要采取措施加以避免。</p><p>　　用在這種環(huán)境中最通用的抑制干擾器件是金局氧化物壓敏電阻(MOV)瞬態(tài)電壓抑制器。把壓敏電阻Rv連在交流電壓的輸入端。壓敏電阻起到一個(gè)可變阻抗的作用。也就是說(shuō)，當(dāng)高壓尖峰瞬間出現(xiàn)在壓敏電阻兩端時(shí)．它的阻抗急劇減小到一個(gè)低值，消除了尖峰電壓使輸入電壓達(dá)到安全值。瞬間的能量消耗在壓敏電阻上。圖2-1-2所示，RT901為負(fù)溫?zé)崦綦娮?，F(xiàn)901為保險(xiǎn)絲，

29、RV901為壓敏電阻。</p><p>　　圖2-1-2電流和電壓保護(hù)電路</p><p>　　2.1.3 尖峰吸收保護(hù)電路</p><p>　　在單端反激變換電路中，當(dāng)MOS管關(guān)斷瞬間，變壓器釋放能量，此時(shí)MOS漏極將會(huì)有個(gè)極高的瞬間電壓，為了保護(hù)MOS管的安全，我們加入了一個(gè)尖峰吸收電路。</p><p>　　圖2-1-3尖峰吸收電路&l

30、t;/p><p>　　如圖，當(dāng)MOS管關(guān)斷，RL207就被變壓器線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)打開(kāi)，尖峰電動(dòng)勢(shì)變進(jìn)入CB903和電阻組成的吸收電路被吸收掉。</p><p>　　2.2 無(wú)線頻率干擾(RFl)濾波器</p><p>　　在方波的上升沿和下降沿．有很多高次諧波，如果這些高次諧波反饋到輸入交流線，就會(huì)對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。因此，在交流輸入端，必須要設(shè)置無(wú)線頻率干

31、擾(RFl)濾波器，把高頻干擾減少到可接收的范圍。</p><p>　　圖2-2-1 無(wú)線頻率干擾濾波器</p><p>　　如圖2-2-1所示，L901、L902為共模電感，L901濾除電網(wǎng)中的高頻成分，防止電網(wǎng)中的高次諧波干擾電源，而L902剛好相反，防止電源產(chǎn)生的高次諧波污染電網(wǎng)。C901為安規(guī)電容，濾除差模干擾；C904，C903為Y電容濾除共模干擾。R901為安規(guī)電容和Y電容的放

32、電電阻。</p><p>　　2.3 整流濾波電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1初級(jí)橋式整流濾波電路</p><p>　　橋式整流電路是常見(jiàn)的整流濾波電路，橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。 橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利

33、用效率比半波整流高一倍。</p><p>　　圖2-3-1橋式整流濾波電路</p><p>　　如圖2.3.1所示，電容C902、CF908為濾波，在正半周時(shí)D1、D2導(dǎo)通，D3、D4關(guān)斷；在負(fù)半周時(shí)D3、D4導(dǎo)通，D1、D2關(guān)斷。</p><p>　　2.3.2次級(jí)整流電路</p><p>　　肖特基二極管（SBD）是一種低功耗、大電流、超

34、高速半導(dǎo)體器件。其顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時(shí)間極短（可以小到幾納秒），正向?qū)▔航祪H0.4V左右，而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。肖特基二極管多用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管，也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。常用在彩電的二次電源整流,高頻電源整流中。</p><p>　　圖2-3-2次級(jí)整流濾波電路</p><p>　　如圖2-3-2所示，后面

35、電容的作用有兩個(gè)，一個(gè)是儲(chǔ)能續(xù)流，另一個(gè)是濾波。</p><p>　　2.4 PFC功率校正電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.4.1 L6562引腳功能介紹</p><p>　　PFC的英文全稱為“Power Factor Correction”，意思是“功率因數(shù)校正”，是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 由于設(shè)備中有電容,電感,變壓器等器件使電壓和電流不同

36、步,這樣出現(xiàn)無(wú)功功率, 另外開(kāi)關(guān)管,整流器等作用,輸出電流中有畸變,諧波含量比較大,這樣導(dǎo)致功率因數(shù)下降.本次設(shè)計(jì)運(yùn)用模擬集成電路L6562進(jìn)行功率校正，封裝如下圖：</p><p>　　圖2-4-1 L6562封裝圖</p><p>　　INV(引腳1)：誤差放大器的反向輸入端。PFC輸出電壓由分壓電阻分壓后送入該腳。 </p><p>　　COMP(引腳2)：誤

37、差放大器輸出端。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在 該腳與INV端之間，以完成電壓控制環(huán)路的穩(wěn)定性和保證有高的功率因數(shù)與低的諧波失真(THD)。 </p><p>　　MULT(~JI腳3)：乘法器輸入端。該腳通過(guò)分壓電阻分壓， 連接到整流器整流電壓端，提供基準(zhǔn)的正弦電壓給電流環(huán)。 </p><p>　　Cs(引腳4)：輸入到PWM比較器。MSOFET的電流流過(guò)取樣電阻，在電阻上產(chǎn)生電壓降，該電壓與內(nèi)部的正弦

38、電壓 形成基準(zhǔn)信號(hào)，與乘法器比較來(lái)決定MOSFET的關(guān)閉。 </p><p>　　ZCD(引腳5)：升壓電感去磁偵測(cè)輸入端。工作在臨界傳導(dǎo)模式，用負(fù)極性信號(hào)的后沿來(lái)觸發(fā)MOSFET的導(dǎo)通。 </p><p>　　GND(引腳6)：該引腳為芯片地。</p><p>　　GD(引腳7)：柵極驅(qū)動(dòng)輸出?！皥D騰柱”輸出能直接驅(qū)動(dòng)M0SFET或IGBT，對(duì)源極峰值推動(dòng)電流是6

39、OOmA，吸收電流是800mA。 </p><p>　　Vcc(引腳8)：芯片電源。電壓供給IC內(nèi)部信號(hào)與柵極驅(qū)動(dòng)，供電電壓被限制在22V以下。</p><p>　　2.4.2 L6562應(yīng)用電路</p><p>　　圖2-4-2 L6562應(yīng)用電路圖</p><p>　　如圖2-4-2所示，APFC功率因數(shù)校正器的輸出電壓V0經(jīng)電阻采樣后，

40、通過(guò)芯片腳輸入到誤差放大器E／A的反相輸入端。內(nèi)部的2．5V基準(zhǔn)電壓，由同相端輸入E／A，經(jīng)E／A比較放大后，輸出至乘法器M2。由全橋整流的交流電壓被采樣電阻分壓器采樣，通過(guò)3腳輸入乘法器M1乘法器的輸出電壓則正比于M1 和M2 的乘積。外接功率MOSFET的源極串聯(lián)電阻，將漏極的升壓電感器L的峰值電流取樣，由4腳輸入電流誤差放大器，并與乘法器輸出電壓作參考。當(dāng)4腳上的電壓達(dá)到門(mén)限值，也就是L中的電流達(dá)到峰值后，PWM比較器將停止驅(qū)動(dòng)Q

41、的柵極，并電流達(dá)到峰值后，PWM比較器將停止驅(qū)動(dòng)Q的柵極，并流下降到零之前，Q一直處于關(guān)斷狀態(tài)。在Q關(guān)斷時(shí)，電感器L中貯存的能量釋放，通過(guò)升壓二極管D貯存在輸出感器L中貯存的能量釋放，通過(guò)升壓二極管D貯存在輸出感器L中貯存的能量釋放，通過(guò)升壓二極管D貯存在輸出出PWM脈沖，驅(qū)動(dòng)Q導(dǎo)通。在MOSFET導(dǎo)通時(shí)，升壓二極管D截止，輸出電容C中儲(chǔ)能向負(fù)載供電。</p><p>　　2.5 DC/AC逆變器拓?fù)?lt;/p

42、><p>　　2.5.1 LD7731引腳功能介紹</p><p>　　是電流控制模式模式的6腳PWM控制器，具有低功耗，低啟動(dòng)電流的特點(diǎn)。</p><p>　　圖2-5-1 R7731封裝圖</p><p><b>　　GND 接地。</b></p><p>　　COMP 電壓反饋腳，通過(guò)連接一

43、個(gè)光電耦合器去關(guān)閉回路校準(zhǔn)電壓。</p><p>　　RT 該引腳通過(guò)連接一個(gè)采樣電阻來(lái)控制開(kāi)關(guān)頻率。</p><p>　　CS 電流感應(yīng)腳，感應(yīng)接收MOS管得電流。</p><p>　　VCC 供電電壓腳。</p><p>　　OUT 柵極驅(qū)動(dòng)輸出。</p><p>　　2.5.2 R7731應(yīng)用

44、電路</p><p>　　圖2.5.2 R7731實(shí)際應(yīng)用電路</p><p>　　如圖2-5-2所示，R7731是個(gè)PWM脈寬調(diào)制電路，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM波的占空比來(lái)控制MOS打開(kāi)和關(guān)斷時(shí)間比以此來(lái)控制輸出電壓，RT該引腳通過(guò)連接一個(gè)采樣電阻來(lái)控制開(kāi)關(guān)頻率。COMP和CS一個(gè)接收由光電耦合器反饋過(guò)來(lái)的電壓另一個(gè)接收MOS管S級(jí)反饋過(guò)來(lái)電流，R7731以這兩個(gè)值為根據(jù)調(diào)節(jié)占空比，ZDB901為

45、穩(wěn)壓二極管，給IC提供穩(wěn)定工作電壓，CB905主要是儲(chǔ)能，保證IC持續(xù)供電，同時(shí)也有保護(hù)作用。當(dāng)OUT端輸出正脈沖時(shí)，MOS管打開(kāi)瞬間，為了防止MOS管柵極電流過(guò)大，加入了一個(gè)阻值較大的電阻RB911來(lái)限制電流，可當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí)，柵極結(jié)電容需要放電，RB911延長(zhǎng)了結(jié)電容放電的時(shí)間。我們知道開(kāi)關(guān)電源效率和開(kāi)關(guān)頻率成正比，延長(zhǎng)結(jié)電容放電時(shí)間無(wú)疑會(huì)影響電源效率，所以加入低通超快恢復(fù)二極管DB903，當(dāng)OUT端正脈沖結(jié)束時(shí)，二極管導(dǎo)通，結(jié)電容

46、迅速放電，MOS管關(guān)閉。</p><p>　　2.5.3 L6599引腳功能介紹</p><p>　　圖2.5.3 L6599封裝圖</p><p>　　CSS 軟啟動(dòng)端。此腳與地（GND）間接一只電容Css，與4腳（RFmin）間接一只電阻Rss，用以確定軟啟動(dòng)時(shí)的最高工作頻率。當(dāng)Vcc（12腳）<UVLO（低電壓閉鎖），LINE（7腳）<1.25V

47、或>6V，DIS（8腳）>1.85V（禁止端），ISEN6 腳）>1.5V，DELAY（2 腳）>3.5V，以及當(dāng)ISEN 的電壓超過(guò)0.8V 并長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)0.75V時(shí)，芯片關(guān)閉，電容器Css 通過(guò)芯片內(nèi)部開(kāi)關(guān)放電，以使再啟動(dòng)過(guò)程為軟啟動(dòng)。</p><p>　　DELAY 過(guò)載電流延遲關(guān)斷端。此端對(duì)地并聯(lián)接入電阻Rd和電容 Cd 各一只，設(shè)置過(guò)載電流的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。當(dāng)ISEN腳的電壓超過(guò)

48、0.8V時(shí)，芯片內(nèi)部將通過(guò)150uA的恒流源向Cd充電，當(dāng)充電電壓超過(guò)2.0V時(shí)，芯片輸出將被關(guān)斷，軟啟動(dòng)電容Css上的電也被放掉。關(guān)斷之后，過(guò)流信號(hào)消失，芯片內(nèi)部對(duì)Cd充電的3.5V電源被關(guān)斷，Cd上的電通過(guò) Rd 放掉，至電壓低于0.3V時(shí)，軟啟動(dòng)開(kāi)始。這樣，在過(guò)載狀態(tài)下，芯片周而復(fù)始地工作于間歇工作狀態(tài)。（Rd應(yīng)不小于2V/150uA＝13.3kΩ。Rd 越大，允許過(guò)流時(shí)間越短，關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng)。）</p><p&

49、gt;　　CF 定時(shí)電容。對(duì)地間連接一只電容CF，和4腳對(duì)地的RFmin配合可設(shè)定振蕩器的開(kāi)關(guān)頻率。</p><p>　　RFmin 最低振蕩頻率設(shè)置。4腳提供2V基準(zhǔn)電壓，并且，從4腳到地接一只電阻 RFmin，用于設(shè)置最低振蕩頻率。從4腳接一只電阻RFmax，通過(guò)反饋環(huán)路控制的光耦接地，將用于調(diào)整交換器的振蕩頻率。RFmax是最高工作頻率設(shè)置電阻。4腳―1腳―GND間的RC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。</p>

50、;<p>　　STBY 間歇工作模式門(mén)限（<1.25V）。5腳受反饋電壓控制，和內(nèi)部的1.25V基準(zhǔn)電壓比較，如果5腳電壓低于1.25V的基準(zhǔn)電壓，則芯片處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且只有較小的靜態(tài)工作電流。當(dāng)5腳電壓超過(guò)基準(zhǔn)5STBY電壓50mV時(shí)，芯片重新開(kāi)始工作。這個(gè)過(guò)程中，軟啟動(dòng)并不起作用。當(dāng)負(fù)載降到某個(gè)水平之下（輕載）時(shí)，通過(guò)RFmax和光耦（參見(jiàn)結(jié)構(gòu)圖），這個(gè)功能使芯片實(shí)行間歇工作模式。如果5腳與4腳間沒(méi)有電路關(guān)聯(lián)

51、，則間歇工作模式不被啟用。</p><p>　　ISEN 電流檢測(cè)信號(hào)輸入端。6腳通過(guò)電阻分流器或容性的電流傳感器檢測(cè)主回路中的電流。這個(gè)輸入端沒(méi)有打算實(shí)現(xiàn)逐周控制，因此必須通過(guò)濾波獲得平均電流信息。當(dāng)電壓超過(guò) 0.8V門(mén)限（有 50mV 回差，即一旦越過(guò)0.8V，而后只要不回落到0.75V以下，就仍然起作用），1腳的軟啟動(dòng)電容器就被芯片內(nèi)部放電，工作頻率增加以限制功率輸出。在主電路短路的情況下，這通常使得電路

52、的峰值電流幾乎恒定?？紤]到過(guò)流時(shí)間被2腳設(shè)置，如果電流繼續(xù)增大，盡管頻率增加，當(dāng)電壓超過(guò)另一比較器的基準(zhǔn)電壓（1.5V）時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將閉鎖關(guān)閉，能量損耗幾乎回到啟動(dòng)之前的水平。檢測(cè)信息被閉鎖，只有當(dāng)電源電壓Vcc低于UVLO時(shí)，芯片才會(huì)被重新啟動(dòng)。如果這個(gè)功能不用，請(qǐng)將4腳接地。</p><p>　　LINE 輸入電壓檢測(cè)。此端由分壓電阻取樣交流或直流輸入電壓（在系統(tǒng)和PFC之間）進(jìn)行保護(hù)。檢測(cè)電壓低于1.25V

53、 時(shí)，關(guān)閉輸出（非閉鎖）并釋放軟啟動(dòng)電容器。電壓高于1.25V時(shí)重新軟啟動(dòng)。這個(gè)比較LINE器具有滯后作用：如果檢測(cè)電壓低于1.25V，內(nèi)部的15uA 恒流源被打開(kāi)。在7腳對(duì)地間接一只電容，以消除噪聲干擾。該腳電壓被內(nèi)部的6.3V齊納二極管所限，6.3V齊納二極管的導(dǎo)通使得芯片的輸出關(guān)斷（非閉鎖）。</p><p>　　DIS 閉鎖式驅(qū)動(dòng)關(guān)閉。該腳內(nèi)部連接一只比較器，當(dāng)該腳電壓超過(guò)1.85V 時(shí)，芯片閉鎖式關(guān)機(jī)

54、，只有當(dāng)將芯片工作電壓 Vcc降低到UVLO門(mén)限之下時(shí)，才能夠重新開(kāi)始工作。如果不使用此功能，請(qǐng)將該引腳接地。 </p><p>　　PFC-STOP 打開(kāi) PFC（功率因數(shù)校正）控制器的控制渠道。這個(gè)引腳的開(kāi)放，是為了停止PFC控制器的工作，以達(dá)到保護(hù)目的或間歇工作模式。當(dāng)芯片被 DIS > 1.85V、ISEN > 1.5V、LINE > 6V 和 STBY < 1.25V關(guān)閉時(shí)，9

55、腳輸出被拉低。當(dāng) DELAY 端電壓超過(guò)2V，且沒(méi)有回復(fù)到 0.3V之下時(shí)，該端也被拉低。在UVLO（低壓閉鎖）期間，該引腳是開(kāi)放的。允許此腳懸空不使用。</p><p>　　GND 芯片地。回路電流為低端門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流和芯片偏置工作電流之 和。所有相關(guān)的地都應(yīng)該和這個(gè)腳連通，并且要同脈沖控制回路分開(kāi)。</p><p>　　LVG 低端門(mén)極驅(qū)動(dòng)輸出。該腳能夠提供 0.3

56、A 的輸出電流和 0.8A 的灌入峰值電流驅(qū)動(dòng)半橋電路的低端 MOS管。UVLO期間，LVG被拉低到地電平。</p><p>　　Vcc 電源包括芯片的信號(hào)部分和低端 MOS 管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)。接一只小的濾波電容（0.1uF）有利于芯片信號(hào)電路得到一個(gè)干凈的偏置電壓。</p><p>　　N.C. 空引腳，用于高電壓隔離，增大Vcc和14腳間的間距。該腳內(nèi)部沒(méi)有空引腳，用于高電壓隔離，增大V

57、cc和14腳間的間距。該腳內(nèi)部沒(méi)有連接，與高壓隔離，并且使得在PCB上能夠滿足安全規(guī)程（漏電距離）的要求。</p><p>　　OUT 高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)的浮地。為高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流提供電流返回回路。應(yīng)仔細(xì)布局以避免出現(xiàn)太大的低于地的毛刺。</p><p>　　HVG高端懸浮門(mén)極驅(qū)動(dòng)輸出。該腳能夠提供0.3A的輸出電流和0.8A的灌入峰值電流驅(qū)動(dòng)半橋電路的上端MOS管。有一只電阻通過(guò)芯片內(nèi)部連接

58、到14腳（OUT）以確保在 UVLO期間不懸浮驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　VBOOT 高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)電源。在16腳（Vboot）與14腳（OUT）間連接一只自舉電容，被芯片內(nèi)部的一個(gè)自舉二極管與低端門(mén)極驅(qū)動(dòng)器同步驅(qū)動(dòng)。 2.5.4 L6599應(yīng)用電路</p><p>　　圖2-5-4 L6562應(yīng)用電路</p><p>　　如圖2-5-4所示，L6599是一個(gè)用

59、于諧振半橋拓?fù)潆娐返木_的雙端控制器。它提供50%占空比：在同一時(shí)間高端和低端180°反相。輸出電壓的調(diào)整是通過(guò)調(diào)整工作頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。在高低端開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)之間插入一個(gè)固定的死區(qū)時(shí)間來(lái)保證軟開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)和能夠工作于高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 </p><p>　　用自舉方法驅(qū)動(dòng)高端開(kāi)關(guān)，IC整合了一個(gè)能夠承受600V以上電壓的高壓浮動(dòng)結(jié)構(gòu)和一個(gè)同步驅(qū)動(dòng)式高壓橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(DMOS)器件，節(jié)省了一個(gè)外部快速恢

60、復(fù)自舉二極管。集成電路使設(shè)計(jì)師通過(guò)一個(gè)外部可設(shè)定的振蕩器來(lái)設(shè)置轉(zhuǎn)換器的工作頻率范圍。 </p><p>　　啟動(dòng)時(shí)，為防止開(kāi)機(jī)涌流，開(kāi)關(guān)頻率從一個(gè)可設(shè)定的啟動(dòng)極限頻率逐步降低，直到控制回路達(dá)到穩(wěn)定值為止。這個(gè)頻率變化是非線性的，它將輸出電壓過(guò)調(diào)降到最低限度；啟動(dòng)過(guò)程的時(shí)間可以設(shè)定。 </p><p>　　在輕載狀態(tài)下，集成電路可以被迫進(jìn)入一個(gè)間歇脈沖工作模式，以便維持轉(zhuǎn)換器的輸入能量到一個(gè)

61、最小值。 </p><p>　　集成電路的功能包括非閉鎖的低門(mén)限輸入使用電流延遲作用或高門(mén)限的過(guò)流保護(hù)，當(dāng)電流檢測(cè)輸入時(shí)，具有變頻和延遲關(guān)閉自動(dòng)重啟兩種方式。 </p><p>　　如果第一級(jí)的保護(hù)不足以控制住主回路電流，高電平過(guò)流保護(hù)將閉鎖集成電路。它們的組合提供完全的過(guò)載和短路保護(hù)。另外還有閉鎖的過(guò)溫和過(guò)壓保護(hù)也很容易實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　一個(gè)與PFC控

62、制器的接口，可以在條件發(fā)生時(shí)，例如過(guò)流保護(hù)停機(jī)和閉鎖式停機(jī)，或者在間歇脈沖工作狀態(tài)，關(guān)掉PFC。</p><p>　　2.6 次級(jí)三端穩(wěn)壓電路</p><p>　　TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。他的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意的設(shè)置到從Verf（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω，在很多應(yīng)用中用它代替齊納二極管對(duì)電源末端進(jìn)行穩(wěn)壓。如圖

63、2-6-1所示，R29為保護(hù)電阻，R31兩端電壓為2.5V，則只需調(diào)整R30的電阻即可調(diào)整輸出端對(duì)地的電壓，U=2.5*(1+R30/R31)。</p><p>　　圖2-6-1三段穩(wěn)壓電路</p><p>　　2.7 反饋組電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源，隔離技術(shù)和抗干擾技術(shù)是至關(guān)重要的，光耦合器（optical coupler）英文縮寫(xiě)為OC）

64、亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。它是以光為媒介來(lái)傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器（紅外線發(fā)光二極管LED）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。通常的光電耦合器由于它的非線性，因此在模擬電路中的應(yīng)用只限于對(duì)較高頻率的小信號(hào)的隔離傳送。普通光耦合器只能傳輸數(shù)字（開(kāi)關(guān)）信號(hào)，不適合傳輸模擬信號(hào)。近年來(lái)問(wèn)世的線性光耦合器能夠傳

65、輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號(hào)，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬。</p><p>　　圖2-7-1 反饋電路</p><p>　　光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極-發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)

66、。如圖2-7-1所示，光電耦合器采集的是RW960的電壓，也就是輸出電壓。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張?zhí)旆?  開(kāi)關(guān)電源電磁兼容(EMC)的研究[J]. 職業(yè), 2007，(10):103</p><p>　　[2] 黎粵梅.  高頻開(kāi)關(guān)電源節(jié)能技術(shù)的探索

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